鈴木先生

大学の職に就いてから冷凍についての研究を任せられまして、関連する現象や食品成分との関係、また具体的な冷凍などに派生しながら進めてきたという経緯があります。研究を始めた頃に、イギリスで学ぶ機会をいただいたのですが、その時に「ガラス転移」という現象についての知識を得て、それが後の研究に大きく関わるようになりました。食品をマイナス温度に下げていくと水分は氷になり、他の成分は濃縮されていくのですが、ある温度以下になると食品成分も急にカチッと固まるのです。つまり、粘り気のある液体状態が固体に変化する。これがガラス転移、あるいはガラス化です。実はこの現象が食品の冷凍保管ではたいへん重要になってきます。濃縮された食品成分は液体のままですと分子が動いていて様々な反応が進んでしまう状態で、つまり劣化が進行することになります。一方、ガラス転移して固体になると、その瞬間に分子の動きが止まるんですね。すると、劣化が抑えられて、非常に保存性が上がります。ガラス転移は食品の冷凍保管にメリットをもたらすとして着目し、これに関連した研究を続けてきました。

鈴木先生

そうですね。ガラス転移には様々な糖類が関係しており、その中でトレハロースも深い関連がみられましたので、私の研究対象の一つになりました。例えば、魚のすり身に混ぜて冷凍することでたんぱく質の変質を抑え、かまぼこの原料として使えるようになる、あるいは冷凍フライに混ぜることで解凍時にカリッとした感じを復元できるようになる、そういった効果にトレハロースなどの糖類が関わり、ガラス転移を促進しているということも研究の中でわかってきたことです。

鈴木先生

近年は野菜の冷凍に関する研究、具体的には冷凍した野菜を解凍するとフニャッと柔らかくなってしまいますが、そういった現象の解明などに携わっています。また、現在一番注目しているのは解凍時に食材に起きる様々な変化です。そこには酵素が関わっていて、解凍中にその働きが活発になると食品の劣化が進んでしまいます。これをいかに抑えるか、解凍のプロセスに注目し、そのメカニズムを明らかにしようという研究も進めています。

鈴木先生

食品が凍るというのは、すなわちそこに含まれる水分がマイナス温度にもっていくことで氷に変化するということです。ただ、水が凍るといっても、食品中では必ずしも0℃では凍らないことが知られています。これを「凝固点降下」といって、例えば食塩水を冷やしていっても0℃よりもっと低い温度にしないと氷にならない現象は皆さん中学校の理科でも勉強したと思いますが、各種の食品も0℃では凍らず、そこに含まれる成分によって、凍る温度には違いがみられます。
食品の温度を下げていくと、食品成分の周りの自由水と呼ばれる水分から氷の粒が発生します。冷却を続けていくと水分のほとんどは氷になり、凍っていない部分は濃縮されてゆきます。
（図引用：冷凍食品の基礎知識,日本栄養士会雑誌.vol61）

鈴木先生

水が凍るには、そこに核が必要になります。いわば“氷の種”ですね。核ができ、そこに水の分子だけが集まってきて、氷の粒（氷結晶）がゆっくりと大きくなっていくプロセスが進みます。その時、どのような氷ができるかは凍らせるスピードに依存することになります。急速凍結すれば細かな氷がたくさんでき、逆にゆっくりと凍結（緩慢凍結）させれば大きな氷ができるという違いがみられます。なぜかといえば、水が凍り始める際は氷とまだ凍っていない水の混在状態にあり、この状態を短い時間で通過する急速凍結では数多くの氷粒が一気に発生します。一方、緩慢凍結の場合、発生した氷結晶はまだ凍っていない水の中で成長し、さらに氷同士で集まり、より大きな氷粒に成長してしまうのです。

鈴木先生

確かに氷結晶により細胞組織などに物理的なダメージを与えることがあるため、大きな氷になりにくい急速凍結のメリットが従来からいわれてきました。しかし、凍結速度による品質への影響は、私自身の研究でも実はさほど大きくないという結果がみられています。ですから、急速凍結ばかりにこだわるのは世の中の誤解だと感じています。

鈴木先生

重要なのは凍った水分以外の食品成分の状態です。冷凍すると成分が濃縮されるという話をしましたが、その成分の中で結合が生じてしまうかどうかが重要な問題になります。成分がくっついてしまうと、解凍した際に、氷が溶けた水分は戻る場所をなくして分離し、いわば“水たまり”ができてしまうのです。一方、結合がなければ成分はほどけて、そこに水分が入り込み、冷凍前と変わらない望ましい状態に復元されます。この結合は凍結時だけでなく冷凍保管している間にも進んでしまいますので、これをいかに抑えるかが重要といえます。